DE4333164C2

DE4333164C2 - Finned heat exchanger with profiled fin shape

Info

Publication number: DE4333164C2
Application number: DE19934333164
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Paul
Original assignee: Individual
Current assignee: PAUL, EBERHARD, DIPL.-ING., 09350 LICHTENSTEIN, DE
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2013-09-28
Also published as: DE4333164A1

Description

Die profilierte und evl. in sich noch strukturierte Rippen form läßt sich in allen Rippenwärmetauschern und an beripp ten Plattenwärmetauschern zur Raumheizung anwenden. Die be kannten Rippenformen weisen z. B. in der DE 31 19 628 C2 oder DE 33 45 558 C2 oder DE 36 06 253 C2 jeweils einen hin- und hergewendeten Blechstreifen als Rippe auf, wobei allerdings die nebeneinanderbefindlichen Rippen das Medium so umhüllen, daß ein flacher Kanal entsteht, in dem nur zum Rippenblech hin ein Wärmetransport stattfindet, nicht aber parallel zum Rippenblech. Die Vorzüge eines Rippenwärmetau schers sind aber gerade darin zu sehen, daß auf der Luftsei te der Wärmeübergang intensiviert wird.The profiled and possibly still structured ribs shape can be used in all finned heat exchangers and on fins Use plate heat exchangers for space heating. The be Known rib shapes have z. B. in DE 31 19 628 C2 or DE 33 45 558 C2 or DE 36 06 253 C2 each have one back and forth sheet metal strips as a rib, where however the side by side ribs the medium so that a flat channel is created, in which only for Ribbed heat transfer takes place, but not parallel to the ribbed sheet. The advantages of a rib heat rope schers can be seen in the fact that on the air heat transfer is intensified.

Bedingt dadurch, daß bei Flüssig-Luft-Wärmetauschern auf der Luftseite medienbe dingt nur ein wesentlich geringerer Wärmeübergang möglich ist, sollte die Wärmetauschfläche auf der Luftseite (Wärme tauschrippen) so gestaltet werden, daß auf engem Raum eine möglichst große Wärmetauschfläche untergebracht wird, die im günstigsten Fall gleichzeitig in sich strukturiert sein sollte, um die Wärmeübergangszahl auf der Luftseite zu erhö hen. Dieses Ziel läßt sich mit einem profilierten Blech er zeugen, bei dessen Profilform nicht wie bisher parallele Rippen entstehen, sondern mit einer rechteckähnlichen Pro filstruktur durch das Hin- und Herwenden und Übereinander liegen eine schachbrettähnliche Struktur entsteht. Dabei kann zusätzlich das Profil in sich derart strukturiert sein, daß quer zur Strömungsrichtung gesehen die Kanalwandung ge wellt oder andersartig strukturiert ist, so daß Turbulenzen oder eine Spiralströmung entstehen.Due to the fact that in the case of liquid-air heat exchangers on the air side only a significantly lower heat transfer is possible the heat exchange surface should be on the air side (heat swap ribs) are designed so that a The largest possible heat exchange surface is housed in the best case at the same time be structured in itself should to increase the heat transfer coefficient on the air side hen. This goal can be achieved with a profiled sheet witness, with its profile shape not parallel as before Ribs emerge, but with a rectangle-like pro fil structure by turning back and forth and on top of each other a checkerboard-like structure is created. Here the profile can also be structured in such a way that seen across the flow direction, the channel wall ge is corrugated or otherwise structured, so that turbulence or a spiral flow.

In DE 30 17 082 A1 wird ein Wärmetauscher mit gewellten Platten beschrieben, wobei die Wellung allerdings nur vom Wellenscheitel zur Wellensohle orientiert ist, d. h. nur senkrecht nach unten verläuft und nicht wie erfindungsgemäß, die gesamte Rippen allseitig betrifft.DE 30 17 082 A1 describes a heat exchanger with corrugated Plates described, but the curl only from Wave crest is oriented to the wave bottom, d. H. just runs vertically downwards and not as in accordance with the invention, the entire ribs affects on all sides.

In DD 2 43 088 A1 ist ein Kanalwärmetauscher beschrieben, der eine ähnliche Profilstruktur (Trapezprofil) aufweist, dort aber die Profilbleche die beiden Medien trennen, d. h. einen grundsätzlich anderen Wärmetauscher ergibt, als er erfin dungsgemäß (Rippenwärmetauscher) mit Deckblechen versehen, dargestellt ist.DD 2 43 088 A1 describes a duct heat exchanger which has a similar profile structure (trapezoidal profile) there but the profile sheets separate the two media, d. H. one basically results in a different heat exchanger than the one he invented according to (fin heat exchanger) provided with cover plates, is shown.

Das rechteckähnliche Profil kann bestehen aus:The rectangular profile can consist of:

- Rechtecken (Fig. 1) - Rectangles ( Fig. 1)
- Trapezformen (Fig. 2), die teilweise ineinanderrut schen können- Trapezoidal shapes ( Fig. 2), which can partially slip into each other
- überhöhter Trapezkegeln (Fig. 3) dessen Winkel spitz winklig sind.- excessive trapezoidal cone ( Fig. 3) whose angles are acute angular.

Durch die erfindungsgemäße Rippenprofilierung wird die am Wärmetausch aktiv beteiligte Rippenfläche um ca. 60% erhöht. Damit kann bei gleichen äußeren Abmessungen eines Rippenwär metauschers die Wärmetauschfläche und damit die Kompaktheit und Wärmetauschleistung wesentlich erhöht werden, oder bei Beinhaltung einer geforderten Wärmetauschfläche wird der ge samte Rippenwärmetauscher in seinen äußeren Abmaßen wesent lich kleiner.Due to the rib profiling according to the invention Heat exchange actively involved fin area increased by approx. 60%. So that with the same external dimensions of a rib heat metauschers the heat exchange surface and thus the compactness and heat exchange performance can be increased significantly, or at Inclusion of a required heat exchange surface is the ge entire finned heat exchanger essential in its outer dimensions much smaller.

In Fig. 4 ist ein Anwendungsbeispiel für einen Kreuzstrom- Wärmetauscher dargestellt.In FIG. 4, an application example is shown for a cross-flow heat exchanger.

Claims

1. Rippenwärmetauscher für zwei Fluide mit getrennten be nachbarten Strömungsführungen der Fluide, wobei die Strömungsführung zumindest eines Fluids mit Rippen pro filiert ist, deren Profilkanten parallel zur Durch strömrichtung des Fluids verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rippe in ihrem Verlauf zwischen den seitlichen Endplatten des Rippenwärmetauschers in sich mäanderför mig strukturiert ist.1. finned heat exchanger for two fluids with separate be adjacent flow guides of the fluids, the flow guide of at least one fluid with ribs pro filiert, the profile edges of which run parallel to the flow direction of the fluid, characterized in that a rib in its course between the side end plates of the Finned heat exchanger is structured in a meandering shape.

2. Rippenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Innenwinkel Θ der vom mäanderförmigen Profil ausgebildeten offenen Trapeze kleiner als 90° sind.2. Finned heat exchanger according to claim 1, characterized records that the inner angle Θ of the meandering Profile trained open trapezoids smaller than 90 ° are.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwinkel Θ der vom mäanderförmigen Profil gebildeten offenen Trapeze größer als oder gleich 90° sind.3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the inner angle Θ of the meandering profile formed open trapezoids greater than or equal to 90 ° are.

4. Rippenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kanten des mäanderförmigen Profils abgerundet sind.4. Finned heat exchanger according to one of the preceding An sayings, characterized in that the edges of the meandering profile are rounded.

5. Rippenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Strö mungsrichtung die Rippenwandung derart gewellt, seit lich versetzt oder andersartig strukturiert ist, daß Turbulenzen oder Spiralströmungen entstehen.5. Finned heat exchanger according to one of the preceding An sayings, characterized in that across the stream direction of the rib wall corrugated since Lich offset or structured in another way that Turbulence or spiral flows arise.

6. Rippenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rippen aus einem einzigen fortlaufenden Streifen ausgebildet sind.6. Finned heat exchanger according to one of the preceding An sayings, characterized in that all the ribs are formed in a single continuous strip.

7. Rippenwärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß durch Hin- und Herwenden und somit beim Übereinanderlegen des profilierten Streifens eine schachbrettähnliche Struktur entsteht.7. finned heat exchanger according to claim 6, characterized records that by back and forth and thus at Overlay the profiled strip one Checkerboard-like structure is created.

8. Rippenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Strö mungsführungen durch eine gemeinsame Wand ausgebildet sind.8. Finned heat exchanger according to one of the preceding An sayings, characterized in that neighboring currents guidance through a common wall are.

9. Rippenwärmetauscher nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fluide im Kreuzstrom durch benachbarte Strömungsführungen leitbar sind.9. Finned heat exchanger according to one of the preceding An sayings, characterized in that the two fluids in cross flow through adjacent flow guides are conductive.